Soutenance de thèse : Mélanie RIBEIRO LOPES

Un nouveau type de mort cellulaire impliqué dans l’élimination des bactériocytes chez les pucerons : mécanismes moléculaires et régulations physiologiques

Doctorante : Mélanie RIBEIRO LOPES

Laboratoire INSA : BF2I

Ecole doctorale : ED 341 : Evolution, Ecosystèmes, Microbiologie, Modélisation

Les associations symbiotiques sont un moteur majeur de la diversification écologique et évolutive des organismes métazoaires. Chez les insectes qui sont physiologiquement dépendant de bactéries symbiotiques intracellulaires, ces dernières sont hébergées dans un nouveau type cellulaire, les bactériocytes. Ces cellules constituent une énigme fascinante en biologie cellulaire et développementale, les mécanismes moléculaires gouvernant leur dynamique en réponse à la physiologie de l’hôte restant largement méconnue.
Dans cette étude, nous avons utilisé la symbiose entre le puceron du pois (Acyrthosiphon pisum) et la bactérie Buchnera aphidicola comme système modèle pour l’étude de la mort cellulaire bactériocytaire. Nous avons montré que, à partir des phases de vie adultes, les bactériocytes sont éliminés par un processus très lent de mort cellulaire non apoptotique, qui commence par l'hypervacuolisation du réticulum endoplasmique et implique une cascade de réponses au stress cellulaire, dont l’activation des systèmes autophagique et lysosomale. Nous avons mis en relation cette mort cellulaire avec une importante expansion des gènes codant les protéines Inhibitrices de l’APoptose (IAP) chez le puceron du pois, avec 28 gènes, contre les quatre identifiés chez Drosophila melanogaster. Des analyses génomiques comparatives ont révélé que cette expansion est commune et spécifique aux groupes des pucerons, et est associée à l’émergence d’innovations structurales au sein des IAP. Nous avons confirmé le rôle anti-apoptotique de plusieurs de ces IAP dans des expériences d'expression hétérologues dans l'œil en développement de D. melanogaster. Nous avons également montré que l’expression des gènes correspondants est induite de manière spécifique durant la mort cellulaire bactériocytaire. Cela suggère qu’au moins une partie des IAP, dans le contexte de la symbiose, aurait acquis de nouvelles fonctions, avec un rôle spécifique chez les bactériocytes, où leur induction bloquerait l’apoptose et assurerait la permanence de ces cellules et de leur symbiotes jusqu’aux phases sénescentes de la vie de l’insecte.